集装箱堆场门机轨道梁计算书.doc

一、 计算采用的规范1. 采用的规范：港口工程桩基规范（JTJ254-98）高桩码头设计与施工规范（JTJ291-98）港口工程混凝土结构设计规范（JTJ213-98）2. 采用的软件：STAAD CHINA2003 （注册号：2.4）二、 计算内容1. 场桥轨道梁内力计算2. 场桥轨道梁配筋计算三、 参与计算的主要材料及其指标混凝土：C35, fc17.5MPa， Ec3.15104MPa。钢 筋：级钢筋： fyfy= 210MPa, Es=2.1105MPa；级钢筋： fyfy= 310MPa, Es=2.0105MPa。四、 工艺荷载1. 箱角荷载设计堆高6层，箱角荷载275KN/角。2. 轨道式场桥荷载 五、 轨道梁内力计算轨道梁上部荷载为轨道式场桥，由于场桥轨道梁对地基土的残余沉降和不均匀沉降要求较高，所以拟在轨道梁基础下打600PHC（AB1型）管桩，采用双直桩方案，桩顶支承在桩帽上，直接打到基岩面，场桥轨道梁分段为20米，每段6根PHC桩，桩基布置方式如下图：计算图式： 计算原则：按照弹性支撑连续梁计算，桩端与梁底部按固结计算，作用于梁上的荷载为轨道式场桥，连续梁内力计算采用STAAD CHINA2003 （注册号：2.4）进行计算。 1、600PHC桩的弹簧系数计算取钻孔G24进行计算桩的相对刚度系数T按照港口工程桩基规范（JTJ254-98）附录C计算：式中： T桩的相对刚度系数（m）； Ep桩材料的弹性模量（KN/m2），Ep3.90107KN/m2; Ip桩截面的惯性矩（m4），Ip0.0053m4； m桩侧地基土的水平抗力系数随深度增长的比例系数（KN/m4），按照表C.2.1取m4500KN/m4； b0桩的换算宽度（m），b02d20.61.2m。 根据港口工程桩基规范（JTJ254-98）4.3.1条规定 L38m4T42.18.4m 该桩属于弹性长桩。 桩的弹簧系数1/K按照高桩码头设计与施工规范（JTJ291-98）3.5.7.2计算（桩直接支承在岩石上）： 式中： L桩身全长（m），L38m； Ap桩身横截面面积（m2），Ap0.1693m2。 1/K172878 双桩弹簧系数1728782=3457562、桩的极限承载力计算按照港口工程桩基规范（JTJ254-98）4.2.4条计算单桩垂直极限承载力：式中： Qd单桩垂直极限承载力设计值（KN）； R单桩垂直承载力分项系数，R取1.45； U桩身截面周长，U1.8850m； qli单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kPa）； li桩身穿过第i层土的长度（m）； qR单桩极限桩端阻力标准值（kPa）； A 桩身截面面积（m2），A0.2827m2。计算结果见下表 钻孔G24土层顶标高（m）土层底标高（m）li（m）qf（kPa）liqf2 1.2-1.22.41024-1.2-9.17.91294.81-9.1-14.95.81481.22-14.9-238.165526.53-23-32.39.3403722-32.3-330.712084桩端极限摩阻力8000kPa600桩Qu3097.18 KN3、STAAD计算结果如下（取3段梁计算）：STAAD数据文件见附录1 荷载图式剪力图式弯矩图式移动荷载作用下内力计算结果汇总表：项目数值(标准值)单位跨中弯矩2251(kN.m)支座弯矩-1193(kN.m)支座剪力1540(kN)支座反力2504(kN)支座反力为2504KN，分配到每根桩上的力为1252KN。自重作用下梁的内力计算结果汇总表：项目数值(标准值)单位跨中弯矩171(kN.m)支座弯矩169(kN.m)支座剪力157(kN)承载能力极限状态时作用效应组合（持久组合）项目数值(设计值)单位跨中弯矩3581.70 (kN.m)支座弯矩1992.30 (kN.m)支座剪力2486.4(kN)正常使用极限状态时作用效应组合（短期效应组合）项目数值(设计值)单位跨中弯矩1971.80 (kN.m)支座弯矩1123.40 (kN.m)支座剪力1382.6(kN)六、 轨道梁配筋计算轨道梁配筋计算见表6-1、6-2轨道梁配筋计算（下侧跨中） 表6-11）配筋计算 配筋计算点下侧跨中弯矩标准值k1971.8弯矩设计值3581.7梁宽1100梁高1400钢筋保护层厚度50钢筋281292受拉钢筋配2排时，a=c+d+e/2=108混凝土轴心抗压强度fc=17.5fy=310d=1.0 单根钢筋截面积615.75 Es200000Ml=1971.8 截面抵抗矩系数ssdM/fcbh020.1115 相对受压区高度1-（1-2s）0.50.1185 判断是否按双筋截面进行配筋：b=0.45可按单筋截面进行配筋s（1+（1-2s）0.5)/20.9408 计算的钢筋截面面积AsAs=dM/s.fy.h09505.8 所需筋数量N15.438 取整数后11 按上述配筋后的实际钢筋截面积As6773.273761受压区高度 xx=h0153.0797549受拉区纵向钢筋配筋率As/Bh00.004765884配筋计算结论：属适筋梁（板），且满足最小配筋率要求2)裂缝宽度验算最大裂缝宽度计算公式：Wmax=123sl(c+d)/(0.30+1.4te)/Es构件受力特征系数1（受弯构件）1.0 钢筋表面形状影响系数2（变形钢筋）1.0 荷载长期效应组合系数31.5 实际最外层受力钢筋净保护层厚度(mm)50.0 裂缝宽度计算公式中取用厚度c（mm）50.0 钢筋直径d（mm）28.0 受拉区纵向钢筋截面积As(mm)13546.5 裂缝控制配筋数量22受拉钢筋重心至受拉边缘的距离as108.0 有效受拉混凝土截面积Ate(mm)237600.0 te=As/Ate0.05701荷载效应长期组合受拉钢筋的应力sl=Ml/(0.87AshO)129.49 按上述公式计算的最大裂缝宽度Wmax0.19945 Wmax=0.2裂缝宽度验算结论：满足最大裂缝宽度要求3）斜截面抗剪计算截面腹板高度hw1400mm受剪截面hw/b1.272727d1.1由hw/b4判断，应用V=0.25fcbh0/d剪力标准值Vk1383kN0.25fcbh0/d5652.50 kN剪力设计值V2486kN截面尺寸满足抗剪要求混凝土的受剪承载力Vc1741kN箍筋直径d12mm单肢箍筋的截面面积Asv1113.1mm2箍筋数量n4根箍筋截面面积Asv452.4mm2箍筋间距s150mm箍筋抗拉强度设计值fyv210Mpa箍筋抗剪Vsv1022.852kN总的抗剪能力VVcVsv2513 kN满足斜截面抗剪要求轨道梁配筋计算（上侧支座） 表6-21）配筋计算 配筋计算点上侧支座弯矩标准值k1123.4弯矩设计值1992.3梁宽1100梁高1400钢筋保护层厚度50钢筋251350混凝土轴心抗压强度fc=17.5fy=310d=1.0 单根钢筋截面积490.87 Es200000Ml=1123.4 截面抵抗矩系数ssdM/fcbh020.0568 相对受压区高度1-（1-2s）0.50.0585 判断是否按双筋截面进行配筋：b=0.45可按单筋截面进行配筋s（1+（1-2s）0.5)/20.9708 计算的钢筋截面面积AsAs=dM/s.fy.h04904.0 所需筋数量N9.990 取整数后6 按上述配筋后的实际钢筋截面积As2945.243113受压区高度 xx=h078.97372482受拉区纵向钢筋配筋率As/Bh00.001983329配筋计算结论：属适筋梁（板），且满足最小配筋率要求2)裂缝宽度验算最大裂缝宽度计算公式：Wmax=123sl(c+d)/(0.30+1.4te)/Es构件受力特征系数1（受弯构件）1.0 钢筋表面形状影响系数2（变形钢筋）1.0 荷载长期效应组合系数31.5 实际最外层受力钢筋净保护层厚度(mm)50.0 裂缝宽度计算公式中取用厚度c（mm）50.0 钢筋直径d（mm）25.0 受拉区纵向钢筋截面积As(mm)7363.1 裂缝控制配筋数量15受拉钢筋重心至受拉边缘的距离as62.5 有效受拉混凝土截面积Ate(mm)137500.0 te=As/Ate0.05355荷载效应长期组合受拉钢筋的应力sl=Ml/(0.87AshO)129.90 按上述公式计算的最大裂缝宽度Wmax0.19487 Wmax=0.2裂缝宽度验算结论：满足最大裂缝宽度要求3）斜截面抗剪计算截面腹板高度hw1500mm受剪截面hw/b1.363636d1.1由hw/b4判断，应用V=0.25fcbh0/d剪力标准值Vk1382.6kN0.25fcbh0/d5906.25 kN剪力设计值V2486.4kN截面尺寸满足抗剪要求混凝土的受剪承载力Vc1819.125kN箍筋直径d12mm单肢箍筋的截面面积Asv1113.0973mm2箍筋数量n4根箍筋截面面积Asv452.3893mm2箍筋间距s150mm箍筋抗拉强度设计值fyv210Mpa箍筋抗剪Vsv1068.77kN总的抗剪能力VVcVsv2625 kN满足斜截面抗剪要求附录1:STAAD数据文件STAAD PLANESTART JOB INFORMATIONENGINEER DATE 16-Apr-07END JOB INFORMATIONINPUT WIDTH 79UNIT METER KNJOINT COORDINATES 1 0.000 0.000 0.000 2 2.000 0.000 0.000 5 10.000 0.000 0.000 7 18.000 0.000 0.000 8 20.000 0.000 0.000 9 22.000 0.000 0.000 12 30.000 0.000 0.000 14 38.000 0.000 0.000 15 40.000 0.000 0.000 16 42.000 0.000 0.000 19 50.000 0.000 0.000 21 58.000 0.000 0.000 22 60.000 0.000 0.000MEMBER INCIDENCES 1 1 2 7 7 8 8 8 9 14 14 15 15 15 16 21 21 22 22 2 5 23 5 7 24 9 12 25 12 14 26 16 19 27 19 21DEFINE MATERIAL STARTISOTROPIC CONCRETEE 2.17185e+007POISSON 0.17DENSITY 23.5616ALPHA 5.5e-006DAMP 0.05END DEFINE MATERIALCONSTANTSMATERIAL CONCRETE MEMB 1 7 8 14 15 21 TO 27MEMBER PROPERTY CHINESE1 7 8 14 15 21 TO 27 PRIS YD 1.4 ZD 1.1SUPPORTS2 5 7 9 12 14 16 19 21 FIXED BUT FX FZ MX MY MZ KFY 345756MEMBER RELEASE7 END MZ14 END MZDEFINE MOVING LOADTYPE 1 LOAD 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400DIST 1.2 1.2 1.2 13 1.2 1.2 1.2 2.5 1.2 1.2 1.2 13 1.2 1.2 1.2LOAD 1 ZZSELFWEIGHT Y -1LOAD GENERATION 250 ADD LOAD 1TYPE 1 -50 0 0 XINC 0.5PERFORM ANALYSIS PRINT ALLFINISH